[发明专利]基于增益控制的卫星链路质量自适应报头压缩方法

说明书

技术领域

   本发明涉及一种基于增益控制的卫星链路质量自适应报头压缩方法。

背景技术

    随着信息及网络技术的发展，无线以及移动通信凭借其灵活的优势越来越多的为用户所应用。在卫星通信方面，由于卫星信道资源有限，信道误码率高，传输IPv4分组的大报头会降低带宽利用率和服务质量。例如：基于IP的音频应用要求20字节的IP报头或40字节的IPv6报头、8字节的UDP报头和12字节的RTP报头，总共的报头开销是40字节（IPv4）或60字节（IPv6），而要传输的负载数据仅15～32字节，由具体的编码决定，通常语音业务分组发送间隔为20ms，则其总报头消耗的带宽分别为16kbps（IPv4）或24kbps（IPv6），这种带宽的浪费是惊人的。

    为了解决这一问题，同时保持IP层的灵活性，可以对分组的报头进行压缩。现有压缩技术采用静态控制方式，在各种情况下采用统一的压缩处理，当发生链路误码时，由于一些压缩报文的错误，会导致解压缩失败，需要采取措施进行端节点之间的上下文同步，当误码严重时，这种恢复过程将耗费过多的信道资源和时间。同时，在目前宽带卫星数据传输中的很多数据流，其生存时间比较短，并且包的字节数也很小。所以在这种情况下，没有足够的时间让压缩机制来对数据包进行压缩，而且在这些小数据包中报头与负载数据的比值是很小的。因此，对于这类数据流而言，压缩增益将非常小，甚至由于计算开销还会对传输效率带来负面影响。

    上述问题是在无线移动通信过程中进行报头压缩时应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于增益控制的卫星链路质量自适应报头压缩方法解决现有压缩技术采用静态控制方式，在各种情况下采用统一的压缩处理，当发生链路误码时，由于一些压缩报文的错误，会导致解压缩失败，需要采取措施进行端节点之间的上下文同步，当误码严重时，这种恢复过程将耗费过多的信道资源和时间的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于增益控制的卫星链路质量自适应报头压缩方法，包括运行方式自适应过程、压缩范围自适应过程、全报头请求重传过程，

    运行方式自适应过程：在建立连接时，通信双方根据不同的链路特性协商支持的运行方式，运行方式间由解压器决定可在通信过程中相互转移；

    压缩范围自适应过程：在数据传输过程中节点A的压缩过程和节点B的解压缩过程，对于每段有效载荷的可压缩性进行单独评估，只有压缩增益达到门限值的载荷才会被压缩；

    全报头请求重传过程：在解压缩端发现数据包解压缩失败时，主动向压缩端发起上下文更新的请求而不依赖TCP／IP的保证机制，当压缩端发送全报头数据包更新解压缩端的上下文后，再继续发送压缩数据包。

优选地，运行方式自适应过程包括以下运行方式：

周期方式，压缩器周期性地发送更新报文来刷新上下文；

优化方式，使用反馈信道来发送解压器到压缩器的错误恢复请求和/或从重要上下文更新的确认。

    优选地，运行方式自适应过程中，在连接建立时，压缩端节点A和解压缩端节点B的协商过程的具体步骤为：

    步骤11：节点A发起带有SYN标志的连接请求，并将TCP首部选项中的“compress”位标记为1，节点A计算信道误码率，通过全头数据包中的初始化信令协商是否进入压缩状态和采用何种压缩运行方式；

步骤12：节点B收到请求后，将TCP选项“compress”位标记为1；

计算信道误码率，

当A、B的最高误码率大于门限值时，使用周期方式，TCP 选项的“mode”位置1，进入步骤13；

否则，使用优化方式，TCP 选项的“mode”位置0，进入步骤14；

节点B向A发送初始化响应信令，标记设置为SYN/ACK，在连接标识符域中写入为该连接确定的标识符CID；

    步骤13：采用周期方式，节点A启动定时器，设置定时时间，定时器时间到则发送上下文请求响应数据包；

    步骤14：采用优化方式，一旦节点B收到出错报文，则向节点A发送上下文更新请求数据包，节点A收到请求后，发送上下文更新响应数据包。

    优选地，节点A的压缩过程具体为：

    步骤21：节点A在报文首部的连接号中填入连接建立时确定的连接标识符CID；